Тягово-скоростные свойства ПА

Суммарная тяговая сила, которую обеспечивает двигатель

На колесах ПА

Тягово-скоростные свойства ПА характеризуют его возможности к движению под действием продольных (тяговых) сил ведущих колес. Она включает тяговые свойства, позволяющие ПА преодолевать подъемы, буксировать прицепы и скоростные свойства, позволяющие ему двигаться с высокими скоростями, совершать разгон (приемистость) и двигаться по инерции (выбег).

Специфика эксплуатации и движения ПА обуславливает выделение для оценки его тягово-скоростных свойств четыре показателя:

максимальную скорость vmax;

максимальный подъем, преодолеваемый на первой передаче, с постоянной скоростью (угол αmax);

время разгона до заданной скорости tυ;

минимальную устойчивую скорость υmin.

Перечисленные показатели определяются аналитически или экспериментально. Аналитическое их определение осуществляется решением дифференциального уравнения движения ПА. К сожалению, оно справедливо только для частного случая – прямолинейного движения в профиле и в плане дороги (рис.6.14). В системе отсчета 0xyz оно имеет вид

Тягово-скоростные свойства ПА - student2.ru , (6.17)

где G – масса ПА, кг; δ > 1 - коэффициент учета вращающихся масс (колес, деталей трансмиссии) ПА; Рк – суммарная тяговая сила, которую обеспечивает двигатель на ведущих колесах ПА, Н; ΡΣ – суммарная сила сопротивления движению, Н.

На рис.6.14 цифры 1,2 и 3,4 обозначают действующие силы опорных реакций R, указывающие, что они относятся к левому и правому колесам передней и задней осей, соответственно.

Тягово-скоростные свойства ПА - student2.ru

Рис. 6.14. Силы действующие на ПА

Суммарная сила сопротивления движению ΡΣ определяется как сумма всех сопротивлений, действующих на ПА.

ΡΣ=Pf+Pi+Pв+ Рј , Н (6.18)

Рf – сила сопротивления качению колес, Н; Рi – сила сопротивления подъему, Н; Рв–сила сопротивления воздуха, Н; Рј – сила инерции, Н.

Суммарная тяговая сила Рк, которую обеспечивает двигатель на ведущих колесах, определяется по формуле

Тягово-скоростные свойства ПА - student2.ru Н (6.19)

где Мк – крутящий момент, подводимый к колесам ПА, Н·м; Мд – крутящий момент, развиваемый двигателем, Н·м; u – передаточное число трансмиссии; η – коэффициент полезного действия трансмиссии; rD – динамический радиус колеса, м.

Коэффициент полезного действия трансмиссии η является произведением КПД ее агрегатов. Для расчетов можно принимать: η = 0,9 – для грузовых двухосных автомобилей с одинарной главной передачей (4´2); η= 0,88 – тоже, но с двойной главной передачей (4´2); η= 0,86 – для автомобилей повышенной проходимости (4´4); η = 0,84 – для грузовых трехосных автомобилей (6´4); η= 0,82 – для грузовых трехосных автомобилей повышенной проходимости (6´6).

Значения rD приводятся в нормативных документах на пневматические шины (ГОСТы) или вычисляются по формуле

Тягово-скоростные свойства ПА - student2.ru , (6.20)

где d – диаметр обода, м; λ – 0,89 - 0,9 – радиальная деформация профиля; bш– ширина профиля, м.

для движения ПА необходимо, чтобы тяговая сила на колесах Рк была больше суммарной силы сопротивления движению ПА ΡΣ, то есть необходимо выполнение условия

Рк > ΡΣ (6.21)

Реализация тяговой силы Рк для движения ПА зависит от способности автомобильного колеса, находящегося под воздействием нормальной нагрузки Gg воспринимать или передавать касательные силы при воздействии с дорогой. Ее оценивают силой сцепления шины с дорогой Рφ или коэффициентом сцепления φ.

Определяют φ экспериментально методом блокировки автомобиля с заблокированными колесами. При этом регистрируют силу тяги на крюке буксира и нормальную реакцию на заблокированных колесах.

В зависимости от направления скольжения колеса различают коэффициенты продольного φх и поперечного φу сцепления. Однако они мало различаются и при расчетах обычно пользуются средним значением коэффициента сцепления φ.

Коэффициент φ зависит от типа покрытия и состояния дороги, конструкции и материала шины, давления воздуха в ней, нагрузки на колеса, температурных условий. Однако основными факторами на его величину являются тип и состояние дорожного покрытия и давление в шинах (табл.6.6).

Таблица 6.6

Дорожное покрытие Состояние покрытия Давление в шине
высокое низкое регулируемое
Асфальт, бетон Сухое Мокрое 0,5–0,7 0,35–0,45 0,7–0,8 0,45–0,55 0,7–0,8 0,5–0,6
Щебеночное Сухое Мокрое 0,5–0,6 0,3–0,4 0,6–0,7 0,4–0,5 0,6–0,7 0,4–0,55
Грунтовое (кроме суглинка) Сухое Увлажненное Мокрое 0,4–0,5 0,2–0,4 0,15–0,25 0,5–0,6 0,3–0,45 0,25–0,35 0,5–0,6 0,35–0,5 0,2–0,3
Песок Сухое Влажное 0,2–0,3 0,35–0,4 0,22–0,4 0,4–0,5 0,2–0,3 0,4–0,5
Суглинок Сухое В пластическом состоянии 0,4–0,5 0,2–0,4 0,4–0,55 0,25–0,4 0,4–0,5 0,3–0,45
Снег Рыхлое Укатанное 0,2–0,3 0,15–0,2 0,2–0,4 0,2–0,25 0,2–0,4 0,3–0,45
Любое Обледенелое 0,08–0,15 0,1–0,2 0,05–0,1


Максимальная сила тяги Рφ полноприводных ПА определяют по формуле

Рφ = φ Gg (6.22)

где G – масса ПА, кг.

В случае неполноприводных ПА ее определяют по формуле

Рφ = φ ∑ R34 (6.23)

где R34 – нормальная реакция ведущих колес, Н.

Реализация суммарной тяговой силы, которую обеспечивает двигатель на колесах автомобиля, ограничивается сцеплением колес с дорожным покрытием. Движение ПА без буксования ведущих колес возможно только при условии

Тягово-скоростные свойства ПА - student2.ru . (6.24)

С учетом формулы (6.21) можно записать общее условие для движения ПА

ΡΣ < Тягово-скоростные свойства ПА - student2.ru . (6.25)

Из анализа уравнения (6.25) следует, что для движения ПА сила тяги на ведущих колесах должна быть больше суммарной силы сопротивления движению ПА. Однако необходимо еще, чтобы сила тяги по сцеплению колес с дорогой (формула 6.22) была больше силы тяги Рк, подводимой к колесам от двигателя (формула 6.19).

Наши рекомендации